结合某工程实际探讨混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工线形控制探讨

韦玉池

摘要：本文主要结合某工程实际探讨混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工线形控制进行了探讨，以期对同类工程施工参考借签。

关键词：连续梁桥悬臂浇筑，施工线形控制

U448.21+5

1.线形控制原理

在对主梁施工过程中的各阶段实施控制时,可将其简化成平面结构,悬臂施工状态时2个主墩为固定铰接,两边跨端部为活动铰支座,成桥状态时1个主墩为固定铰,其他为活动铰支座。通过连续观测进而计算各施工阶段的预抛高值及立模高程,混凝土浇筑前和浇筑后、预应力张拉前和张拉后的预测高程。

根据施工图中给出的施工阶段挠度值所得到的悬臂施工阶段各节段的理论预拱度如图1所示。

图1

2.立模高程值的确定

2.1立模高程的理论计算确定[1]

理论立模高程计算公式:

其中,Hli为i梁段理论立模高程;Hsi为i梁段设计梁底高程;

为已浇各梁段自重在i梁段产生的挠度总和; 为各节段张拉应力在i梁段产生的挠度总和(负值体现);f3i为混凝土收缩、徐变在i梁段产生的挠度;f4i为施工临时荷载在i梁段引起的挠度;f5i为使用荷载在i梁段引起的挠度;fgl为i梁段施工挂篮的弹性变形值。

2.2高程计算式中各项取值的确定

1)设计高程Hsi是根据主桥竖曲线和纵断面每节段梁端点梁底设计高程。

2) 是由测控小组成员结合施工提供的混凝土龄期、强度、弹性模量、施工荷载等诸多因素,通过结构分析确定,该综合值统称为预拱度抛高值。

3)fgl是根据两片菱形主桁架对拉加载试验测试结果所得各悬浇梁段自重下的挂篮变形值。

现场加载方法:将已经拼装好的两片菱形主桁架对称平放在平台上,前支座受力点处对顶,后支座受力点处用4根Φ32mm精轧螺纹钢筋对拉(符合实际应用时的受力情况),前端受力点(即前吊点)用YC60A型千斤顶通过1根Φ32mm精轧螺纹钢筋对拉两片主桁架,如图2所示。张拉力按照每100kN为一级逐级加载,每加载一级量取变形距离读数,最后一级加载到600kN。张拉和卸载每一级都量取变形读数,反复2次,对采集的变形数据结果的挂篮荷载———挠度值得到回归方程,再按回归方程计算即可得出各悬浇梁段自重下的挂篮变形值。

图2

3.高程和平面测控的布点[1]

3.1高程布点

在0号块梁面的正中心位置设置高程基准点,采用沉降观测标垂直落到顶板底与顶板的上、下层钢筋点焊牢固。基准点钢筋露出箱梁混凝土面10mm左右,测点磨平并用红油漆标记。采用精密水准仪将绝对高程联测至0号块布设的高程基准点,并每月联测一次。1号～7号每个悬浇梁段顶面设置2个测点DW1,DN1(见图3)。顶点测点设置在距离每个悬浇梁段前端10cm处(纵向),沿横向设置在梁面中间位置和翼缘板中间位置,采用Φ10mm光圆短钢筋垂直落到翼缘板底与翼缘板的上、下层钢筋点焊牢固。测点钢筋露出箱梁混凝土面10mm左右,测点磨平并用红油漆标记。根据在每个悬浇梁段翼缘板上布置的2个对称高程观测点,不仅可以测量箱梁的挠度,同时可以观测箱梁是否发生扭转变形。各悬浇梁段的立模高程控制点布置:每个梁段前端的底模上设2个高程控制点(DB1,DB2),具体位置见图3。

图3

3.2平面布点

主梁的中轴线和梁体平面坐标的测量控制在0号块混凝土浇筑前,依据已有的桥梁中心控制点引测至0号块中心梁面上,该点亦是0号块施工时在梁面上设置的高程测控基准点,即该点兼作平面控制导线点,该点顶部十字交点为坐标点。2个0号块上的平面控制导线点与已有的桥梁中轴线控制点组成平面控制网,每月联测一次。

4.线形控制的实施

4.1实施办法

桥梁施工线形控制是一个预告→施工→量测→识别→修正→预告的循环过程,本工程由成立的测控小组来完成此循环的过程控制,主要负责原始数据的采集、整理、汇总、分析和预控处理,其工作程序为:按设计文件进行主梁的施工结构计算与分析→提出理论立模高程→挂篮变形及施工过程中主梁高程的实测和其他数据采集→控制分析和误差分析→调整计算→确定当前节段梁的立模高程。

4.2测控工况

1)以悬臂施工的挂篮前移阶段、浇筑混凝土阶段和张拉预应力阶段这三个阶段作为挠度观测的周期,对每一节段梁实施4个工况观测:混凝土浇筑前;混凝土浇筑后(亦在纵向预应力钢束张拉前);纵向预应力钢束张拉后;挂篮前移定位后。

2)主梁平面位置和中轴线控制的主要工况:挂篮调整就位后;每节梁段立模时及立模完成后;混凝土浇筑后进行平面位置或中轴线复核,以便及时调整误差。

3)为防止已浇梁体变形发生突变,3号段以后的块件施工除必要的工况观测外,还需每天进行全梁已完各块体的观测。

4)悬浇节段完成后,对边跨合龙段混凝土浇筑前、后,边跨合龙钢束张拉后,边跨支承体系及临时固结解除后,中跨合龙段混凝土前、后,中跨合龙钢束张拉后,吊架挂篮全部拆除后这8个工况实施观测。

4.3线形控制标准

预应力混凝土连续梁桥悬臂施工阶段过程控制偏差值:立模标高[0mm,+5mm];轴线偏差不大于5mm。

悬臂端合龙口允许偏差:相对高差±20mm;轴线偏差10mm[2]。

4.4实施效果

该连续梁桥的2个T构悬臂施工结束后,3个合龙段高程误差都在8mm以内,中线误差在5mm以内,成桥线形美观流畅。

5.结语

连续梁桥的悬臂施工中,挠度的计算和控制(即线形控制)、稳定性和可靠性控制(即应力控制)是极为重要的两个环节,对施工状态进行实时识别(监测)、调整(纠偏)、预测,这关系到成桥合龙精度和施工线形与设计线形的吻合程度、桥梁的施工安全和最终使用寿命,做好施工过程中的监测监控工作是十分重要和必要的。

参考文献：

[1]安维辉.预应力混凝土连续刚构桥悬臂施工线形控制.山西建筑, 2007.

[2]向中富.桥梁施工控制技术.北京:人民交通出版社,2001.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。